KR20050034116A

KR20050034116A - 무선 랜 시스템에서의 채널 동기화 및 주파수 오프셋 보상장치와 그 방법

Info

Publication number: KR20050034116A
Application number: KR1020030069939A
Authority: KR
Inventors: 최은영; 전태현; 김명순; 유희정; 이석규
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2005-04-14
Also published as: KR100514296B1

Abstract

본 발명은 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 방식에 따른 무선 랜 시스템에서의 채널 동기화 및 주파수 오프셋(offset) 보상 장치와 그 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는, 무선 랜 시스템의 송신단으로부터 수신하는 짧은 훈련 신호열(sequence)의 길이를 이용하여 코얼스(coarse) 주파수 오프셋을 추정한 후, 추정한 코얼스 주파수 오프셋에 따라 이후에 수신하는 긴 훈련 신호열의 위상차를 보상한다. 그리고, 코얼스 주파수 오프셋을 보상한 긴 훈련 신호열을 이용하여 파인(fine) 주파수 오프셋을 추정하여 보상한다. 이때, 파인 주파수 오프셋 보상 시점을 달리함으로써, 주파수 오프셋 계산 및 보상으로 인한 시간 지연을 효율적으로 줄인다.

또한, 본 발명은 짧은 훈련 신호열로 이루어져 있으며, 짧은 훈련 신호열 길이의 두 배 이상의 길이를 가진 탭 계수를 사용하여 정확한 채널 동기 신호를 검출함으로써, 시간 지연을 막을 수 있다. 그리고, 긴 훈련 신호열로부터의 파인 주파수 오프셋을 FFT부 앞단의 입력 버퍼로 전송하여 긴 훈련 신호열이 FFT로 입력되는 시점에서 보상해줌으로써, 시간 지연을 없앤다.

Description

무선 랜 시스템에서의 채널 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치와 그 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR SYNCHRONIZATION CHANNEL AND COMPENSATING FREQUENCY OFFSET OF WIRELESS LOCAL AREA NETWORK SYSTEM}

본 발명은 채널 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치와 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직교 주파수 분할 방식을 사용하는 무선 랜 시스템에서의 채널 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치와 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM' 이라 함) 방식은 고속의 데이터 신호를 저속의 데이터 신호로 변환한 후, 상호 직교성을 갖는 각각의 부 반송파(sub-carrier)에 변조한 데이터 신호를 실어 보내는 데이터 전송 방식이다.

그런데, 이러한 OFDM 방식은 송수신단 간의 주파수 오프셋(offset)이 발생하게 되면, 부 반송파간의 직교성이 감소되고 ICI(InterChannel Interference : 채널 간섭, 이하 'ICI' 라 함)가 발생하여 신호의 크기와 위상이 변하게 된다.

따라서, 이러한 OFDM 방식을 사용하는 무선 랜 시스템의 경우, 데이터를 전송시키기에 앞서 10개의 짧은 훈련 신호열과 2개의 긴 훈련 신호열로 이루어진 프리엠블(preamble) 구간을 두고 그 사이에 GI(Guard Interval : 보호 구간)를 두어 전송함으로써, ISI(Inter Symbol Interference) 발생을 막는다.

이와 같은 구조에서는 짧은 훈련 신호열을 이용하여 심볼(symbol)의 초기 동기를 위한 동작을 수행하는 동시에, 코얼스(coarse) 주파수 오프셋을 구한다. 그리고, 긴 훈련 신호열을 이용하여 파인(fine) 주파수 오프셋을 구한다.

자세히 설명하면, 기존의 초기 동기화 장치에서는 하나의 심볼과 소정의 지연된 심볼 사이의 자기상관(autocorrelation)을 적용하여 최대값을 갖는 지점을 검출하는 방법을 사용한다.

그러나, 이러한 방법은 정확한 최대값을 얻기 위해 두 개의 짧은 훈련 신호열을 이용할 경우, 이전 훈련 신호열을 지연시켜 다음 훈련 신호열과의 위상차를 구해야 하므로 시간 지연이 발생하게 된다.

또한, 기존의 주파수 오프셋 동기화 장치는 짧은 훈련 신호열을 지연시켜 다음 짧은 훈련 신호열과의 위상차를 구해 코얼스(coarse) 주파수 오프셋을 추정하여 보상하고, 긴 훈련 신호열을 지연시켜 다음 긴 훈련 신호열과의 위상차를 구해 파인(fine) 주파수 오프셋을 추정하여 보상한다.

그러나, 이러한 방법에서는 긴 훈련 신호열을 FFT(Fast Fourier Transform : 고속 푸리에 변환, 이하 'FFT' 라 함)를 거쳐 채널 추정에 사용함으로, 파인(fine) 주파수 오프셋을 보상하여 FFT의 입력으로 전송해야 한다.

즉, 기존의 주파수 오프셋 보상 방법은 코얼스 주파수 오프셋이 보상된 긴 훈련 신호열을 이용하여 파인 주파수 오프셋을 추정하기 위해, 한 주기의 긴 훈련 신호열 만큼 시간 지연시켜 이전의 긴 훈련 신호와 위상 왜곡 정도를 구한다. 그리고, 구한 파인 오프셋을 긴 훈련 신호에 보상해 주기 위해서는 오프셋이 추정되는 시간 동안 긴 훈련 신호를 지연시켜야 한다.

이러한 동기화 및 주파수 오프셋 보상 기술로는, 권리권자가 (주)아이앤씨테크놀로지인 [특허명칭 : 직교 주파수 분할 다중 방식에서의 주파수 오프셋 동기화 장치 및 방법, 등록번호 : 10-2001-6196호]의 특허가 있는데, 이 역시도 직교 주파수 분할 다중 방식에 존재하는 반송파 주파수 오프셋을 동기화한다.

그러나, 이 역시도 초기 동기화 및 주파수 오프셋 보상시 발생하는 시간 지연을 효율적으로 줄일 수 있는 방안이 없는 실정이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 짧은 훈련 신호열의 길이를 이용하여 코얼스 주파수 오프셋을 추정하여 보상한 후, 코얼스 주파수 오프셋이 보상된 긴 훈련 신호열의 길이를 이용하여 파인 주파수 오프셋을 추정하여 보상함으로써, 정확한 위상차를 추정하여 보상할 수 있는 무선 랜 시스템에서의 채널 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치와 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 긴 훈련 신호열로부터 구한 파인 주파수 오프셋을 FFT의 입력 버퍼의 출력으로 전송함으로써, 파인 주파수 오프셋 보상에 따른 시간 지연을 효율적으로 줄일 수 있는 무선 랜 시스템에서의 채널 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치와 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 무선 랜 시스템에서의 채널 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치는, 무선 랜 시스템의 송신단으로부터 수신하는 적어도 두 개 이상의 짧은 훈련 신호열과 긴 훈련 신호열을 이용하여 송수신 채널의 동기와 주파수 오프셋(offset)을 보상하는 장치에 있어서, 상기 송신단으로부터 수신하는 제1 짧은 훈련 신호열과 제2 짧은 신호열과의 위상차인 코얼스(coarse) 주파수 오프셋을 추정한 후, 상기 추정한 코얼스 주파수 오프셋에 따라 상기 송신단으로부터 수신하는 제1 긴 훈련 신호열의 위상차를 보상하는 코얼스 주파수 오프셋 추정/보상부; 및 상기 코얼스 주파수 오프셋을 보상한 제1 긴 훈련 신호열과 제2 긴 훈련 신호열과의 위상차인 파인(fine) 주파수 오프셋을 추정한 후, 상기 추정한 파인 주파수 오프셋에 따라 상기 제1 긴 훈련 신호열의 위상차를 보상하는 파인 주파수 오프셋 추정/보상부를 포함한다.

그리고, 상기 송신단으로부터 수신하는 제1 짧은 훈련 신호열에 일정 크기의 탭 계수를 곱한 후, 상기 곱해진 결과값을 계속적으로 합산하여 그 값이 가장 큰 훈련 신호가 몇 번째 수신한 신호인지를 검출하는 동기화부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 특징에 따른 무선 랜 시스템에서의 채널 동기화 및 주파수 오프셋 보상 방법은, 무선 랜 시스템의 송신단으로부터 수신하는 적어도 두 개 이상의 짧은 훈련 신호열과 긴 훈련 신호열을 이용하여 송수신 채널의 동기와 주파수 오프셋(offset)을 보상하는 방법에 있어서, a)상기 송신단으로부터 수신하는 제1 짧은 훈련 신호열에 탭 계수를 곱한 후, 상기 곱해진 결과값을 순차적으로 합산하여 그 값이 가장 큰 훈련 신호가 몇 번째 수신한 신호인지를 판단하여 초기 동기 신호를 생성하는 단계; b)상기 송신단으로부터 수신하는 제1 짧은 훈련 신호열과 제2 짧은 신호열과의 위상차인 코얼스(coarse) 주파수 오프셋을 추정하는 단계; c)상기 추정한 코얼스 주파수 오프셋에 따라 상기 송신단으로부터 수신하는 제1 긴 훈련 신호열의 위상차를 보상한 후, 상기 보상한 제1 긴 훈련 신호열을 상기 생성한 동기 신호에 맞추어 출력시키는 단계; d)상기 코얼스 주파수 오프셋을 보상한 제1 긴 훈련 신호열과 제2 긴 훈련 신호열과의 위상차인 파인(fine) 주파수 오프셋을 추정하는 단계; 및 e)상기 추정한 파인 주파수 오프셋에 따라 상기 제1 긴 훈련 신호열의 위상차를 보상하는 단계를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 시스템에서의 채널 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치의 대략적인 구성을 도시한 도면이다.

도 1에 도시되어 있듯이, 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 방식을 이용하는 무선 랜 시스템(수신단)에서의 채널 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치(100)는 크게 초기 동기화부(200)와 시간 지연 제거부(300)를 포함하며, 이러한 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치(100)를 포함하는 무선 랜 시스템은 A/D 변환부(110)와 보상부(120) 및 복조부(130)를 더 포함한다.

이때, 상기한 구성을 이루는 채널 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치(100)에 대한 자세한 표시예가 첨부한 도 2이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 채널 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치를 세부적으로 도시한 도면이다.

도 2에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 채널 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치(100)는 초기 동기화부(200)와 시간 지연 제거부(300)를 포함하며, 초기 동기화부(200)는 채널 동기화부(210)와 코얼스 주파수 오프셋 추정/보상부(220) 및 파인 주파수 오프셋 추정부(230)를 포함한다. 그리고, 시간 지연 제거부(300)는 파인 주파수 오프셋 제어부(310)와 파인 주파수 오프셋 보상부(320) 및 FFT부(330)를 포함한다.

그리고, 채널 동기화부(210)는 정합 필터(211)와 합산부(212), 비교부(213) 및 최대값 검출부(214)를 포함하며, 코얼스 주파수 오프셋 추정/보상부(220)는 공액 복소수부(221)와 코얼스 주파수 오프셋 추정부(222) 및 코얼스 주파수 오프셋 보상부(223)를 포함한다. 이때, 코얼스 주파수 오프셋 추정/보상부(220)는 저장부(224)를 더 포함한다.

파인 주파수 오프셋 추정부(230)는 쉬프트 레지스터(231)와 공액 복소수부(232) 및 파인 주파수 오프셋 추정부(233)를 포함한다.

먼저, 무선 랜 시스템의 송신단으로부터 수신되는 짧은 훈련 신호열(설명의 편의를 위하여 '제1 짧은 훈련 신호열' 이라 함)은 A/D 변환부(110)를 거쳐 쉬프트 레지스터(shift register, 201)에 순차적으로 저장되는데, 이때 제1 짧은 훈련 신호열은 최소 16개의 짧은 훈련 신호가 순차적으로 포함되어 있는 신호열(d1~d16)로서, 이를 저장하는 쉬프트 레지스터(201) 역시 개당 최소 16개의 짧거나 또는 긴 훈련 신호들을 저장할 수 있는 저장소이다.

이처럼, 본 발명의 실시예에서는 최소 16개의 훈련 신호를 포함하는 짧은 훈련 신호열을 이용한 동기화 및 주파수 오프셋 추정/보상에 대해 설명하고 있지만, 이는 본 발명에 한정되는 것이 아니고 경우에 따라서는 16개 이상의 훈련 신호를 가진 짧은 훈련 신호열 또는 긴 훈련 신호열을 통해 동기화 및 주파수 오프셋 추정/보상을 할 수도 있다.

그리고, 무선 랜 시스템의 송신단으로부터 수신되는 훈련 신호열은 일반적으로 짧은 훈련 신호열(제1 내지 제3 짧은 훈련 신호열)이 3개 정도 수신된 후, 긴 훈련 신호열(제1 및 제2 긴 훈련 신호열)이 두 개, 그리고 전송 데이터 순서로 수신된다.

자세히 설명하면, 쉬프트 레지스터(201)에 순차적으로 저장되는 제1 짧은 훈련 신호열은 정합 필터(211)를 통과하면서 탭 계수가 각각 곱해지는데, 이때 곱해지는 탭 계수는 제1 짧은 훈련 신호열 길이의 최소 두 배 이상의 충분한 길이를 가진 훈련 신호열로서, 그 구성은 제1 짧은 훈련 신호열, 즉 짧은 훈련 신호열이다.

이처럼, 최소 두 배 이상의 길이를 가진 훈련 신호를 탭 계수로 사용하는 이유는 다중 경로(multi-path) 환경상 하나의 짧은 훈련 신호열로 최대값(-가장 큰 길이를 가진 짧은 훈련 신호열-)을 찾아 그 시작점을 예측하기란 매우 어렵기 때문이다.

그리고, 이러한 탭 계수의 구성 역시 제1 짧은 훈련 신호열이기 때문에, 자기 자신을 곱하기 위한 지연시간 없이 자기 상관값을 얻을 수 있다는 이점이 있다.

다음으로, 합산부(212)는 탭 계수가 각각 곱해진 짧은 훈련 신호들(d1~d16)을 순차적으로 합산하며, 비교부(213)는 순차적으로 합산하는 짧은 훈련 신호들의 크기를 제1 짧은 훈련 신호열 동안 비교한다.

그리고, 최대값 검출부(214)는 비교한 신호열의 크기 중 가장 큰 값을 갖는 훈련 신호(예를 들어, 16번째 짧은 훈련 신호까지 모두 합산된 값)가 몇 번째 훈련 신호인지를 검출하여 채널의 정확한 동기를 맞출 때 사용되도록 한다. 즉, 초기 동기 신호를 검출한다.

다음으로, 코얼스 주파수 오프셋 추정/보상부(220)의 공액 복소수부(221)는 제1 짧은 훈련 신호열(d1~d16, 이전 신호열)과 제2 짧은 훈련 신호열(d17~d32, 현재 신호열) 사이의 위상 왜곡 정도를 추정하기 위해, 제1 짧은 훈련 신호열에 공액 복소수를 취한다.

그리고, 코얼스 주파수 오프셋 추정부(222)는 공액 복소수 형태의 제1 짧은 훈련 신호열(d1~d16)과 제2 짧은 훈련 신호열(d17~d18)을 한 개의 짧은 훈련 신호열 길이 만큼 떨어진 훈련 신호(예를 들어, d1과 d17 또는 d2와 d18 등)마다 각각 곱한 후, 이러한 곱셈 결과의 평균값을 취하여 코얼스 주파수 오프셋을 추정한다.

코얼스 주파수 오프셋 보상부(223)는 추정한 코얼스 주파수 오프셋을 I 채널과 Q 채널에 관한 위치 정보로 변환한 후, 변환한 위치 정보에 다시 공액 복소수를 취하여 A/D 변환부(110)로부터 수신하는 긴 훈련 신호열에 곱해줌으로써, 코얼스 주파수 오프셋을 보상한다.

저장부(224)는 코얼스 주파수 오프셋을 보상한 긴 훈련 신호열을 저장하고 있다가 최대값 검출부(214)로부터 수신하는 동기 정보에 따라, 저장되어 있는 훈련 신호열 중 제1 긴 훈련 신호열의 시작을 찾아 출력한다.

다음으로, 파인 주파수 오프셋 추정부(230)의 쉬프트 레지스터(231)는 저장부(224)를 거쳐 수신되는 신호 중, 제1 긴 훈련 신호열(D1~D16)을 순차적으로 저장하며, 공액 복소수부(232)는 쉬프트 레지스터(231)에 저장되어 있는 제1 긴 훈련 신호열과 제2 긴 훈련 신호열의 위상차를 구하기 위해 제1 긴 훈련 신호열에 공액복소수를 취한다.

그리고, 파인 주파수 오프셋 추정부(233)는 공액 복소수 형태의 제1 긴 훈련 신호열(D1~D16)과 제2 긴 훈련 신호열(D17~D32)을 한 개의 긴 훈련 신호열 길이 만큼 떨어진 훈련 신호(예를 들어, D1과 D17 또는 D2와 D18 등)마다 각각 곱한 후, 이러한 곱셈 결과의 평균값을 취하여 파인 주파수 오프셋을 추정한다.

다음으로, 시간 지연 제거부(300)의 파인 주파수 오프셋 제어부(310)는 추정한 파인 주파수 오프셋을 FFT부(330) 앞단의 입력 버퍼(미도시)로 들어가는 제1 긴 훈련 신호열의 입력 순서에 맞춰 내보내며, 파인 주파수 오프셋 보상부(320)는 순서에 맞춰 들어오는 주파수 오프셋을 FFT부(330)의 입력 버퍼로부터 출력되는 제1 긴 훈련 신호열에 보상하여 FFT부(330)로 들여 보낸다.

이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치는 짧은 훈련 신호열과 긴 훈련 신호열로 이루어져 있으며, 짧은 훈련 신호열 길이의 두 배 이상의 길이를 가진 신호열을 정합 필터의 탭 계수로 사용함으로써, 정확한 채널 동기 신호를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 긴 훈련 신호열의 보상 시점을 달리하여 시간 지연을 막을 수 있다.

그리고, 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치는 먼저 짧은 훈련 신호열의 길이를 이용하여 코얼스 주파수 오프셋을 추정하여 보상한 후, 코얼스 주파수 오프셋이 보상된 긴 훈련 신호열의 길이를 이용하여 파인 주파수 오프셋을 추정하여 보상한다. 이는 곧 좀 더 정확한 위상차를 보상할 수 있게 한다.

그러면, 여기서 이러한 구성을 이루는 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치의 동작 과정에 대해 첨부한 도면을 통해 알아본다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치의 동작 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

도 3에 도시되어 있듯이, 먼저 본 발명의 실시예에 따른 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치(100)는 쉬프트 레지스터(201)를 이용하여 A/D 변환부(201)로부터 수신하는 제1 짧은 훈련 신호열을 순차적으로 저장한다(S310).

이후, 쉬프트 레지스터(201)에 저장되는 제1 짧은 훈련 신호열은 정합 필터(211)를 통과(S321)하면서 탭 계수가 각각 곱해지는데, 이때 곱해지는 탭 계수는 제1 짧은 훈련 신호열 길이의 최소 두 배 이상의 충분한 길이를 가진 훈련 신호열로서, 그 구성은 제1 짧은 훈련 신호열, 즉 짧은 훈련 신호열이다.

이처럼, 최소 두 배 이상의 길이를 가진 훈련 신호를 탭 계수로 사용하는 이유는 다중 경로(multi-path) 환경상 하나의 짧은 훈련 신호열로 최대값(-가장 큰 길이를 가진 짧은 훈련 신호열-)을 찾아 그 시작점을 예측하기가 매우 어렵기 때문이다.

이후, 합산부(212)는 탭 계수가 각각 곱해진 짧은 훈련 신호들(d1~d16)을 순차적으로 합산(S322)하며, 비교부(213)는 순차적으로 합산하는 짧은 훈련 신호들의 크기를 제1 짧은 훈련 신호열 동안 비교한다(S323).

이후, 최대값 검출부(214)는 비교한 신호열의 크기 중 가장 큰 값을 갖는 훈련 신호(예를 들어, 16번째 짧은 훈련 신호까지 모두 합산된 값)가 몇 번째 훈련 신호인지를 검출(S324)하여 채널의 정확한 동기를 맞출 때 사용되도록 한다.

이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 채널 동기화부(210)는 짧은 훈련 신호열이 수신될 때만 활성화 모드로 동작하며, 다른 정보, 예를 들어 긴 훈련 신호열이 들어올 때는 비활성화 모드로 전환하여 동작하지 않는 것을 특징으로 한다.

한편, 코얼스 주파수 오프셋 추정/보상부(220)의 공액 복소수부(221)는 쉬프트 레지스터(201)로부터 수신하는 제1 짧은 훈련 신호열(d1~d16, 이전 신호열)과 제2 짧은 훈련 신호열(d17~d18, 현재 신호열)에 대해 공액 복소수를 취하며, 코얼스 주파수 오프셋 추정부(222)는 공액 복소수 형태의 제1 짧은 훈련 신호열(d1~d16)과 제2 짧은 훈련 신호열(d17~d18)에서 단일 개수의 짧은 훈련 신호열 길이 만큼 떨어진 각 훈련 신호(예를 들어, d1과 d17 또는 d2와 d18 등) 간의 위상차를 제2 짧은 훈련 신호열 끝까지 모두 구한 후, 평균값을 취하여 코얼스 주파수 오프셋을 추정한다(S331).

이후, 코얼스 주파수 오프셋 보상부(223)는 추정한 코얼스 주파수 오프셋을 공액 복소수 형태로 변환한 후, 이를 A/D 변환부(201)로부터 수신되는 제1 짧은 훈련 신호열에 보상한다(S332).

이후, 저장부(224)는 코얼스 주파수 오프셋이 보상된 제1 긴 훈련 신호열을 저장하고 있다가 최대값 검출부(214)로부터 수신하는 채널 동기 신호에 맞추어 제1 긴 훈련 신호열을 출력시킨다(S333).

그러면, 파인 주파수 오프셋 추정부(230)의 쉬프트 레지스터(231)는 저장부(234)로부터 수신하는 신호 중, 제1 긴 훈련 신호열(D1~D16)을 순차적으로 저장하며, 공액 복소수부(232)는 저장한 이전 긴 훈련 신호열과 현재의 긴 훈련 신호열과의 위상차를 구하기 위해 제1 긴 훈련 신호열(D1~D16)과 제2 긴 훈련 신호열(D17~D32)을 공액 복소수 형태로 변환한다.

이후, 파인 주파수 오프셋 추정부(233)는 공액 복소수 형태의 제1 긴 훈련 신호열(D1~D16)과 제2 긴 훈련 신호열(D17~D32)에서 단일 개수의 긴 훈련 신호열 길이 만큼 떨어진 각 훈련 신호(예를 들어, D1과 D17 또는 D2와 D18 등) 간의 위상차를 제2 긴 훈련 신호열 끝까지 모두 구한 후, 평균값을 취하여 파인 주파수 오프셋을 추정한다(S340).

이후, 시간 지연 제거부(300)의 파인 주파수 오프셋 제어부(310)는 추정한 파인 주파수 오프셋을 FFT부(330) 내 입력 버퍼(미도시)로 들어가는 제1 긴 훈련 신호열의 입력 순서에 맞춰 내보내며(S350), 파인 주파수 오프셋 보상부(320)는 순서에 맞춰 들어오는 파인 주파수 오프셋을 제1 긴 훈련 신호열에 보상한다(S360).

이때, 파인 주파수 오프셋 보상부(320)는 제1 긴 훈련 신호열을 저장해 두고 그 이후에 수신하는 신호가 제2 긴 훈련 신호열인지를 확인(S370)하여, 확인 결과 제2 긴 훈련 신호열이면, 파인 주파수 오프셋 보상부(320)는 제1 및 제2 긴 훈련 신호열을 동시에 보상하여 두 훈련 신호열의 평균을 취한 후, FFT부(330)로 출력 시킨다(S380).

이후, 파인 주파수 오프셋 보상부(320)는 수신되는 데이터가 마지막 데이터인지를 확인(S400)하여, 확인 결과 마지막 데이터이면 주파수 오프셋 보상 과정을 종료하는 반면, 확인 결과 마지막 데이터가 아니면, 앞서 언급한 파인 주파수 오프셋 보상 과정(S360)을 반복 수행한다.

이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치는 짧은 훈련 신호열의 길이를 이용하여 코얼스 주파수 오프셋을 추정하여 보상한 후, 코얼스 주파수 오프셋이 보상된 긴 훈련 신호열의 길이를 이용하여 파인 주파수 오프셋을 추정하여 보상한다.

이를 통하여, 본 발명은 정확한 위상차를 추정하여 보상할 수 있을 뿐만 아니라, 긴 훈련 신호열에 바로 파인 주파수 오프셋을 보상하지 않고 입력 버퍼의 출력으로 나오는 긴 훈련 신호열에 보상해 줌으로써, 시간 지연을 효율적으로 줄일 수 있다. 즉, 보상 시점을 달리함으로써, 시간 지연을 줄일 수 있다.

도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치와 그 방법은 짧은 훈련 신호열의 길이를 이용하여 코얼스 주파수 오프셋을 추정하여 보상한 후, 코얼스 주파수 오프셋이 보상된 긴 훈련 신호열의 길이를 이용하여 파인 주파수 오프셋을 추정하여 보상함으로써, 정확한 위상차를 추정하여 보상할 수 있다.

또한, 본 발명은 긴 훈련 신호열에서 추정된 파인 주파수 오프셋을 바로 보상하지 않고 FFT 입력 버퍼의 출력으로 나오는 긴 훈련 신호열에 보상해 줌으로써, 시간 지연을 효율적으로 줄일 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 시스템에서의 채널 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치의 세부적인 구성을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 시스템에서의 채널 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치의 동작 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

Claims

무선 랜 시스템의 송신단으로부터 수신하는 적어도 두 개 이상의 짧은 훈련 신호열과 긴 훈련 신호열을 이용하여 송수신 채널의 동기와 주파수 오프셋(offset)을 보상하는 장치에 있어서,

상기 송신단으로부터 수신하는 제1 짧은 훈련 신호열과 제2 짧은 신호열과의 위상차인 코얼스(coarse) 주파수 오프셋을 추정한 후, 상기 추정한 코얼스 주파수 오프셋에 따라 상기 송신단으로부터 수신하는 제1 긴 훈련 신호열의 위상차를 보상하는 코얼스 주파수 오프셋 추정/보상부; 및

상기 코얼스 주파수 오프셋을 보상한 제1 긴 훈련 신호열과 제2 긴 훈련 신호열과의 위상차인 파인(fine) 주파수 오프셋을 추정한 후, 상기 추정한 파인 주파수 오프셋에 따라 상기 제1 긴 훈련 신호열의 위상차를 보상하는 파인 주파수 오프셋 추정/보상부

를 포함하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치.
제1 항에 있어서,

상기 송신단으로부터 수신하는 제1 짧은 훈련 신호열에 일정 크기의 탭 계수를 곱한 후, 상기 곱해진 결과값을 계속적으로 합산하여 그 값이 가장 큰 훈련 신호가 몇 번째 수신한 신호인지를 검출하는 동기화부

를 더 포함하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치.
제2 항에 있어서,

상기 일정 크기의 탭 계수는,

상기 제1 짧은 훈련 신호열의 길이보다 적어도 두 배 이상의 길이를 가진 짧은 훈련 신호열인 것을 특징으로 하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치.
제2 항에 있어서,

상기 동기화부는,

상기 송신단으로부터 수신하는 제1 짧은 훈련 신호열에 탭 계수를 각각 곱하는 정합 필터;

상기 탭 계수가 각각 곱해진 각각의 짧은 훈련 신호들을 순차적으로 합산하는 합산부;

상기 순차적으로 합산하는 짧은 훈련 신호의 크기를 비교하는 비교부; 및

상기 비교 결과에 따라, 가장 큰 크기의 값을 갖는 짧은 훈련 신호가 몇 번째 수신되었는지를 검출하여 초기 동기 신호를 생성하는 최대값 검출부

를 포함하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치.
제2 항에 있어서,

상기 코얼스 주파수 오프셋 추정/보상부는,

상기 송신단으로부터 수신하는 제1 짧은 훈련 신호열에 공액 복소수를 취하는 공액 복소수부;

상기 공액 복소수 형태의 제1 짧은 훈련 신호열과 상기 제2 짧은 훈련 신호열을 한 개의 짧은 훈련 신호열 길이 만큼 떨어진 훈련 신호마다 각각 곱한 후, 상기 곱한 결과의 평균값을 구하여 코얼스 주파수 오프셋을 추정하는 코얼스 주파수 오프셋 추정부; 및

상기 추정한 코얼스 주파수 오프셋을 I 채널과 Q 채널에 관한 위치 정보로 변환한 후, 변환한 위치 정보에 공액 복소수를 취하여 상기 제1 긴 훈련 신호열에 곱하는 코얼스 주파수 오프셋 보상부

를 포함하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치.
제4항 또는 제5 항에 있어서,

상기 코얼스 주파수 오프셋 추정/보상부는,

상기 코얼스 주파수 오프셋을 보상한 긴 훈련 신호열들을 저장하고 있다가 상기 최대값 검출부로부터 수신하는 초기 동기 신호에 맞추어 상기 제1 긴 훈련 신호열의 시작을 찾아 출력시키는 저장부

를 더 포함하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치.
제6 항에 있어서,

상기 파인 주파수 오프셋 추정/보상부는,

상기 저장부로부터 수신하는 제1 긴 훈련 신호열을 순차적으로 저장하는 쉬프트 레지스터;

상기 저장하는 제1 긴 훈련 신호열에 공액 복소수를 취하는 공액 복소수부; 및

상기 공액 복소수 형태의 제1 긴 훈련 신호열과 상기 제2 긴 훈련 신호열을 한 개의 긴 훈련 신호열 길이 만큼 떨어진 훈련 신호마다 각각 곱한 후, 상기 곱한 결과의 평균값을 구하여 파인 주파수 오프셋을 추정하는 파인 주파수 오프셋 추정부

를 포함하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치.
제7 항에 있어서,

상기 파인 주파수 오프셋 추정/보상부는,

상기 추정한 파인 주파수 오프셋의 보상 시점을 조정하여 상기 파인 주파수 오프셋의 계산 및 보상으로 인한 시간 지연을 줄이는 시간 지연 제거부

를 포함하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치.
제8 항에 있어서,

상기 시간 지연 제거부는,

상기 추정한 파인 주파수 오프셋을 고속 푸리에 변환을 수행하는 FFT부의 앞단에 위치한 입력 버퍼로 들어가는 제1 긴 훈련 신호열에 맞추어 내보내는 파인 주파수 오프셋 제어부; 및

상기 맞추어 출력되는 파인 주파수 오프셋을 상기 입력 버퍼로부터 출력되는 제1 긴 훈련 신호열에 보상하여 상기 FFT부로 들여보내는 파인 주파수 오프셋 부상부

를 포함하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 장치.
무선 랜 시스템의 송신단으로부터 수신하는 적어도 두 개 이상의 짧은 훈련 신호열과 긴 훈련 신호열을 이용하여 송수신 채널의 동기와 주파수 오프셋(offset)을 보상하는 방법에 있어서,

a)상기 송신단으로부터 수신하는 제1 짧은 훈련 신호열에 탭 계수를 곱한 후, 상기 곱해진 결과값을 순차적으로 합산하여 그 값이 가장 큰 훈련 신호가 몇 번째 수신한 신호인지를 판단하여 초기 동기 신호를 생성하는 단계;

b)상기 송신단으로부터 수신하는 제1 짧은 훈련 신호열과 제2 짧은 신호열과의 위상차인 코얼스(coarse) 주파수 오프셋을 추정하는 단계;

c)상기 추정한 코얼스 주파수 오프셋에 따라 상기 송신단으로부터 수신하는 제1 긴 훈련 신호열의 위상차를 보상한 후, 상기 보상한 제1 긴 훈련 신호열을 상기 생성한 동기 신호에 맞추어 출력시키는 단계;

d)상기 코얼스 주파수 오프셋을 보상한 제1 긴 훈련 신호열과 제2 긴 훈련 신호열과의 위상차인 파인(fine) 주파수 오프셋을 추정하는 단계; 및

e)상기 추정한 파인 주파수 오프셋에 따라 상기 제1 긴 훈련 신호열의 위상차를 보상하는 단계

를 포함하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 방법.
제10 항에 있어서,

상기 a)단계는,

상기 송신단으로부터 수신하는 제1 짧은 훈련 신호열에 탭 계수를 각각 곱하는 단계;

상기 탭 계수가 각각 곱해진 각각의 짧은 훈련 신호들을 순차적으로 합산하는 단계;

상기 순차적으로 합산하는 짧은 훈련 신호의 크기를 비교하는 단계; 및

상기 비교한 결과에 따라, 가장 큰 크기의 값을 갖는 짧은 훈련 신호가 몇 번째 수신되었는지를 검출하여 초기 동기 신호를 생성하는 단계

를 포함하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 방법.
제10 항에 있어서,

상기 b)단계는,

상기 송신단으로부터 수신하는 제1 짧은 훈련 신호열에 공액 복소수를 취하는 단계;

상기 공액 복소수 형태의 제1 짧은 훈련 신호열과 상기 제2 짧은 훈련 신호열을 한 개의 짧은 훈련 신호열 길이 만큼 떨어진 훈련 신호마다 각각 곱하는 단계; 및

상기 곱한 결과의 평균값을 구하여 코얼스 주파수 오프셋을 추정하는 단계

를 포함하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 방법.
제12 항에 있어서,

상기 c)단계는,

상기 추정한 코얼스 주파수 오프셋을 I 채널과 Q 채널에 관한 위치 정보로 변환하는 단계; 및

상기 변환한 위치 정보에 공액 복소수를 취하여 상기 제1 긴 훈련 신호열에 곱하는 단계

를 포함하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 방법.
제13 항에 있어서,

상기 c)단계는,

상기 코얼스 주파수 오프셋을 보상한 긴 훈련 신호열들을 순차적으로 저장하는 단계; 및

상기 생성한 초기 동기 신호에 맞추어 상기 제1 긴 훈련 신호열의 시작을 찾아 출력시키는 단계

를 더 포함하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 방법.
제10 항 또는 제14 항에 있어서,

상기 d)단계는,

상기 출력되는 제1 긴 훈련 신호열을 순차적으로 저장하는 단계;

상기 저장하는 제1 긴 훈련 신호열을 공액 복소수 형태로 취하는 단계;

상기 공액 복소수 형태의 제1 긴 훈련 신호열과 상기 제2 긴 훈련 신호열을 한 개의 긴 훈련 신호열 길이 만큼 떨어진 훈련 신호마다 각각 곱하는 단계; 및

상기 곱한 결과의 평균값을 구하여 파인 주파수 오프셋을 추정하는 단계

를 포함하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 방법.
제15 항에 있어서,

상기 e)단계는,

상기 추정한 파인 주파수 오프셋을 고속 푸리에 변환을 수행하는 FFT부의 앞단에 위치한 입력 버퍼로 들어가는 제1 긴 훈련 신호열에 맞추어 내보내는 단계; 및

상기 맞추어 출력되는 파인 주파수 오프셋을 상기 입력 버퍼로부터 출력되는 제1 긴 훈련 신호열에 보상하여 상기 FFT부로 들여보내는 단계

를 포함하는 무선 랜 시스템에서의 동기화 및 주파수 오프셋 보상 방법.